Учебное пособие по выполнению практических и лабораторных работ для студентов очной формы обучения специальностей 22. 02. 01 «Металлургия черных металлов»



страница1/4
Дата23.04.2016
Размер1.03 Mb.
ТипУчебное пособие
  1   2   3   4
Министерство образования и науки

Российской Федерации

Старооскольский технологический институт

им. А.А. УГАРОВА

(филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»



ОСКОЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

Г.А. Старых

ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ


Учебное пособие по выполнению практических и лабораторных работ

для студентов очной формы обучения специальностей
22.02.01 «Металлургия черных металлов»

22.02.05 «Обработка металлов давлением»

15.02.08 «Технология машиностроения»


Одобрено научно-методическим советом ОПК

в качестве учебного пособия


Старый Оскол 2015

ББК
УДК

Рецензент:

преподаватель ОПК СТИ НИТУ «МИСиС»Плохих Е.В.


Старых Г.А.

Общие проблемы экологии: учебное пособие. – Старый Оскол: СТИ НИТУ «МИСиС», 2015. – с.
Учебное пособие составлено в соответствии с ФГОС по специальностям 22.02.01 «Металлургия черных металлов», 22.02.05 «Обработка металлов давлением», 15.02.08 «Технология машиностроения». В учебном пособии представлены вопросы современного состояния окружающей среды, глобальных проблем экологии, принципов рационального природопользования, вопросы правового регулирования,а также основные формулы и расчёты определения критериев качества окружающей среды и указания по проведению лабораторных работ по определению загрязнения почвы, воды, воздуха вредными веществами.

Учебное издание предназначено для студентов системы СПО.




ССтарых Г.А., 2015

с СТИ НИТУ «МИСиС»

Содержание

Введение



  1. Правила выполнения практических заданий и лабораторных работ

  2. Практические занятия:



    1. Практическое занятие № 1Глобальные экологические проблемы

    2. Практическое занятие № 2 Взаимодействие человека и природы

    3. Практическое занятие № 3Природные ресурсы и рациональное природопользование

    4. Практическое занятие № 4 Расчет максимальной концентрации вредного вещества в приземном слое от источника горячих выбросов

    5. Практическое занятие № 5 Расчет предельно допустимого выброса сажи

    6. Практическое занятие № 6 Расчет основных размеров нефтеловушки и эффективности ее работы

    7. Практическое занятие № 7 Расчет величины экономическогоущерба от загрязнения атмосферы

    8. Практическое занятие № 8 Расчёт показателей качества очистки сточных вод

    9. Практическое занятие № 9 Составление договора.



  1. Лабораторные работы:



    1. Лабораторное занятие № 1 Определение загрязненности почвы

    2. Лабораторная работа № 2 Определение загрязненности воздуха

    3. Лабораторная работа №3 Определение загрязненности воды




  1. Учебное пособие по проведению самостоятельной работы

  2. Список используемых источников


Введение

Назначение учебного пособия – оказать помощь студентам в подготовке и выполнении практических работ, а так же помочь преподавателю в организации и проведении практических занятий.

Учебное пособие содержит правила выполнения практических заданий, цели, пояснения, содержание задания, инструкции по выполнению заданий, содержание отчетов, контрольные вопросы и перечень литературы.

После проведения практических занятий по дисциплине «Экологические основы природопользования» студент должен



иметь представление:

- о взаимосвязи организмов и среды обитания;

- об условиях устойчивого состояния экосистемы и причины возникновения экологического кризиса;

- о природных ресурсах России и мониторинге окружающей среды;

- об экологических принципах рационального природопользования;

знать:

- правовые основы экологической безопасности.

- антропогенное и природное загрязнение атмосферы, литосферы и гидросферы

- способы защиты атмосферы, литосферы и гидросферы;

- критерии качества окружающей среды;

- законы об охране окружающей среды;

уметь:

- принимать решения по актуальным экологическим проблемам;

- составлять прогнозы по загрязнению окружающей среды;

- составлять договоры на комплексное природопользование;




  1. Правила выполнения практических занятий

Для более эффективного выполнения практических заданий студенты должны строго выполнять весь объем домашней подготовки, указанный в задании по каждому практическому занятию.

Перед выполнением практического задания студент обязан предоставить приготовленные материалы и ответить на вопросы преподавателя, тем самым показать свою готовность к выполнению работ.

После выполнения каждого задания студент должен представить отчет о проделанной работе с обсуждением полученных результатов. Небрежное оформление отчета снижает оценку за выполненную работу.

В ходе выполнения заданий необходимо соблюдать правила по технике безопасности.

Оценка за проделанную работу складывается из результатов наблюдения за выполнением практической части работы, проверки отчета, беседы в ходе работы или после нее.

Практическое задание должно быть выполнено и защищено в сроки, определяемые календарным планом преподавателя. Студенты, не получившие зачет по практическому занятию, к экзамену не допускаются.


  1. Практические занятия


ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1

«Глобальные экологические проблемы»
Примерные темы докладов для семинара:

  1. Проблема «Север-Юг» - разрыв в развитии между богатыми и бедными странами, нищета, голод и неграмотность;

  2. Предотвращение термоядерной войны и обеспечение мира для всех народов, недопущение мировым сообществом несанкционированного распространения ядерных технологий, радиоактивного загрязнения окружающей среды;

  3. Предотвращение катастрофического загрязнения окружающей среды и снижения биоразнообразия;

  4. Обеспечение человечества ресурсами;

  5. Глобальное потепление;

  6. Озоновые дыры;

  7. Кислотные дожди;

  8. Проблемасердечно-сосудистых, онкологических заболеваний и СПИДа;

  9. Демографическое развитие (демографический взрыв в развивающихся странах и демографический кризис в развитых).

  10. Терроризм.


Экология(дом, наука) – это наука об условиях существования живых организмов, их взаимодействиях между собой и окружающей средой.

Предметом исследования экологии являются экосистема.



Экосистема – это безразмерная устойчивая система живых и неживых организмов, в которой совершается внешний и внутренний круговорот веществ и энергии.

Самой крупной экосистемой является биосфера, которая является активной оболочкой Земли.

Глобальные экологические проблемы:


  1. Парниковый эффект: за последние 100 лет t° С на поверхности Земли возросла примерно на 1°С. Причина – увеличение содержания атмосфере С02, который поглощает инфракрасное излучение. Прогноз – повышение на 5-6 °С.

  2. Ускорился подъем уровня мирового океана. За последние 100 лет на 10-12 см.

  3. Интенсивное загрязнение мирового океана нефтепродуктами, промышленными и коммунальными стоками. Приводит к гибели одноклеточных зеленых водорослей, которые вырабатывают 2/3 кислорода планеты.

  4. Озоновые дыры. На высоте 25 км, толщина 2-З мм. Озоновый слой разрушается под действием хлор-фтор содержащих газов. Приводят к увеличению заболеваний и изменению климата.

  5. Кислотные дожди. Причина – выбросы в атмосферу оксидов серы, азота, в результате их соединения с водой осадки становятся кислыми. Губительно влияют на растения, животных, у человека вызывают различные заболевания.

  6. Процесс опустынивания.

  7. Дефицит пресной воды.

  8. Радиоактивное загрязнение регионов планеты.

  9. Накопление на поверхности суши бытового мусора и промышленных отходов.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА И ПРИРОДЫ

Загрязнение окружающей среды – это процесс внесения в нее нехарактерных компонентов.

Различают природные загрязнения и антропогенные (80%).

Критерии качества для оценки загрязнения окружающей среды:


  1. ПДК – предельно допустимые концентрации. Концентрация веществ, не влияющих на организм. В воде мг/л, в воздухе мг/кг3, в почве мг/кг.

  2. Индекс загрязнения – безразмерный показатель, отражающий качество и количество вещества-загрязнителя в окружающей среде.

  3. Фоновая концентрация – суммарное содержание вещества в объеме окружающей среды.

  4. Токсичная концентрация – вредные вещества, способные вызвать гибель организма.

  5. ПДЭН – предельно допустимая экологическая нагрузка (гр/сутки).

  6. ПДС – предельно допустимый сброс (для воды).

  7. ПДВ – предельно допустимый выброс (для воздуха).

Экологический мониторинг – система наблюдений, оценки и прогноза изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенных факторов.
Задача 1
В 1990 г. концентрация СО2 в атмосфере составляла 340 мг/кг. Известно, что концентрация СО2 в атмосфере ежегодно увеличивается на 0,5%. Постройте зависимость концентрации СО2 в атмосфере от времени. По ней составьте следующие прогнозы:

— на сколько увеличится концентрация СО2 в атмосфере к 2050 г.;

— в каком году концентрация СО2 увеличится в два раза, т. е. можно ожидать потепления климата на 3—5°С.

Решение:


  1. Чтобы построить зависимость концентрации СО2 в атмосфере от времени, сначала составьте таблицу:




Концентрация (С) СО2

340

С1

С2



Сп

Годы

1990

1991

1992



2050


где, С1, Сп — концентрация углекислого газа в зависимости от года.


По данным таблицы постройте график.

Определив по графику разность Сп - 340, можно определить, на сколько увеличится концентрация углекислого газа в 2050 г.

2. По этому графику определите год, в котором концентрация СО2 в атмосфере увеличится в 2 раза.
Задача 2
В марте 1973 г. при аварии супертанкера "Амоко-Калис" у берегов Франции было выброшено в море 230 тыс. т нефти. Рассчитайте объем воды, в котором погибла рыба, если гибель рыбы происходит при концентрации нефти 15 мг/л.

Решение:

Определите объем воды:



где Мнефти — масса нефти;

Снефти — концентрация нефти, при которой гибнет рыба.

(Ответ: 1,5 х 1010 м3)


Задача 3
В 1976 г. в результате взрыва танкера "Уирколо" у берегов Испании было выброшено в море 100 тыс. т нефти. Какая площадь воды (S) была при этом покрыта нефтяной пленкой, если толщина пленки (L) примерно 3 мм, а плотность нефти (р) 800 кг/м3?

Решение:

1. Определить объем нефти:



где М — масса нефти; р — плотность нефти.

(Ответ: 41,7 х 106 м2)

2. Определить площадь воды, которая была покрыта нефтяной пленкой:





Упражнение 1
Выберите одно из готовых предложений для решения каждой из обозначенных актуальных экологических проблем и запишите в таблицу. Какие решения выбраны по каждой проблеме? В каких случаях может быть несколько решений?


№ п/п

Экологические проблемы

Предложения по решению

1

Загрязнение автомобилями атмосферного воздуха



2

Загрязнение воды стоками от животноводческих ферм




3

Загрязнение атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий



4

Загрязнение ландшафта строительным мусором, сбрасываемым самосвалами



5

Загрязнение воды сбросами промышленных предприятий



6

Замусоривание дворов и улиц



7

Шумовое загрязнение от самолетов


Предлагаемые готовые решения актуальных экологических проблем:

А. Принятие закона.

Б. Введение местного налога.

В. Личная ответственность нарушителя и взимание штрафов.

Г. Административное постановление и реальная помощь властей.

Д. Ужесточение законов.

Е. Экологическое образование и воспитание.

Ж. Нет проблем, нечего обсуждать.
Упражнение 2
Газообразные выбросы металлургического комбината содержат пыль и сернистый газ. Какие можно предложить методы очистки выбросов? Почему?
Упражнение 3
Сточные воды предприятия по мойке машин содержат моющие средства и нефтепродукты. Какие можно применить методы очистки? Почему?

Упражнение 4
Газообразные выбросы завода по производству минеральных удобрений содержат золу и окислы азота. Какие методы очистки можно предложить? Почему?

Упражнение 5
Газообразные выбросы завода по производству пива содержат сероводород. Какие методы очистки можно предложить? Почему?

Упражнение 6
Сточные воды пищевого комбината содержат жирные соединения. Какие методы очистки можно предложить? Почему?

Упражнение 7
Сточные воды завода по производству синтетического волокна содержат ацетон. Какие методы очистки можно предложить? Почему?
Упражнение 8
1. Какие можно предложить методы вторичного использования шлаков металлургических производств?

2. Какие можно предложить методы вторичного использования отработанных автомобильных масел?

3. Какие можно предложить методы вторичного использования пластмасс?

4. Какие можно предложить методы вторичного использования отходов лесоперерабатывающей промышленности?


Упражнение 1
Пользуясь дополнительной литературой, составьте таблицу.


Лекарственные растения

Применение
























Имеет ли значение место сбора лекарственных растений:

а) в черте города;

б) вдоль автомобильной дороги;

в) в поле;

г) в лесу.



Упражнение 2
Заполните таблицу.


Природные ресурсы

Направления рационального природопользования




методы восстановления природного ресурса

комплексное использование природного ресурса

вторичное использование природного ресурса

природоохранные мероприятия

Водные ресурсы









Земельные ресурсы









Полезные ископаемые









Растительный мир









Животный мир










Упражнение 3
Рассмотрите рисунок. Назовите и опишите процесс, изображенный на рисунке. В каких климатических районах и при воздействии каких факторов происходит развитие данного явления?



Упражнение 4
Запишите в таблицу примеры рационального и нерационального природопользования.


Рациональное природопользование

Нерациональное природопользование
































Упражнение 5
Письменно обоснуйте, в чем причины быстрой потери ценности и жизнестойкости лесов в промышленных регионах? Приведите примеры.
Упражнение 6
При рациональном лесопользовании в промышленных целях используются спелые леса, имеющие возраст 80—100 лет. Что следует предпринимать относительно перестойных деревьев (старше 100 лет) при рациональном ведении лесного хозяйства? Дайте письменный развернутый ответ, приведите пример.
Упражнение 7
Докажите нерациональность сплошных рубок в разновозрастных и разнопородных лесах. Для каких лесов такие рубки рациональны? Дайте письменный развернутый ответ, приведите примеры.
Контрольные вопросы


  1. Глобальные проблемы экологии

  2. Состояние морей России

  3. Состояние рек России

  4. Состояние суши России

  5. Экологический кризис, его характеристики

  6. Причины экологического кризиса в России

  7. Природные ресурсы, их классификация

  8. Аспекты рационального природопользования

  9. Понятие экологического мониторинга, задачи, объекты

  10. Классификация экологического мониторинга


ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3

ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

Природопользование – это непосредственное и косвенное воздействие человека на окружающую среду в результате всей его деятельности.

Рациональное природопользование – это планомерное, научно обоснованное преобразование окружающей среды (изучение природных ресурсов, их бережная экплуатация, охрана и воспроизводство).

Природные ресурсы – это тела и силы природы, которые используются человеком для поддержания своего существования.

К природным ресурсам относятся: солнечный свет, вода, воздух, почва, растительный и животный мир, полезные ископаемые.



Задача 1
Будет ли превышен уровень ПДК ртути в комнате, если в ней разбит термометр? Площадь комнаты 17 м2, высота потолков 3,2 м, масса разлившейся ртути 1 г (ПДК ртути — 0,0003 мг/м3). (Ответ:ПДК ртути будет превышен, так как концентрация ртути составляет 18,38 мг/м3)
Решение:

1) определите объем комнаты:



где S — площадь, м2; hвысота, м;

2) определите концентрацию ртути в комнате:

где М — масса ртути, V = 17 * 3,2 = 54,4 м3,





Задача 2
При сгорании 1 л этилированного бензина в атмосферу выбрасывается 1 г свинца (q). Какой объем воздуха будет загрязнен, если автомобиль проехал 200 км? Расход бензина составляет 0,1 л на 1 км, ПДК свинца — 0,0007 мг/м3.

(Ответ: 22,85 * 106 м3)


Решение:

1) определите массу бензина, которая будет израсходована, когда автомобиль проедет 200 км:



где т — масса бензина, л;



Lдлина пути, км;

р — расход бензина, л/км;

3) определите, сколько свинца выбрасывается в атмосферу при сгорании бензина:



где qвыброс свинца в атмосферу при сгорании 1 л бензина.

3) определить, сколько м3 воздуха будет загрязнено:


Задача 3
При санобработке кухни площадью 10 м2, высота потолков 3,2 м, использовали один аэрозольный баллончик хлорофоса массой 200 г. Можно ли находиться в этом помещении без вреда для здоровья, если ПДК хлорофоса 0,04 мг/м3?

Решение:

1) определите объем комнаты



2) определите концентрацию хлорофоса в комнате:



(Ответ: Нельзя, так как концентрация

хлорофоса составляет 6,25 г/м3)
Задача 4
Пораженное колорадским жуком картофельное поле площадью 1000 м2 было обработано 2 кггептахлора. Постройте зависимость концентрации пестицида от времени полураспада и по ней определите, через сколько лет можно сажать растения на этом участке земли, если период полураспада гептахлора составляет 9 лет, а ПДК гептахлора — 5 мг/м2.
Решение:

1) определите начальную концентрацию гептахлора на участке:



2) чтобы построить зависимость концентрации гептахлора от времени полураспада, составьте таблицу.



Концентрация гептахлора (y)

Cн

Cн/2

………………….

Cк

Время полураспада (x)

0

9

………………….

B

3) по данным таблицы постройте график.



, где τ1/2 – время полураспада.



4) по графику определите величину В, т. е. время, при котором концентрация гептахлора будет равна ПДК гептахлора, т. е. 5 мг/м2.

(Ответ: 77 лет)
Задача 5
В результате аварийного сброса сточных вод, в которых Содержалось 60 г сурьмы (Мсурьмы), было загрязнено пастбище площадью 1000 м2 (S), глубина проникновения вод составляет 0,5 м (h). Можно ли пить молоко коров, которые паслись на этом пастбище, если на каждом звене пищевой цепи происходит накопление токсичных веществ в 10-кратном размере? ПДК сурьмы в молоке 0,05 мг/кг.

1) определить массу почвы, которая была загрязнена сточными водами:



где р= 1000 кг/м3;

2) определить концентрацию сурьмы в почве:

3) составить схему пищевой цепи и определить концентрацию сурьмы в молоке: почва—трава—корова—молоко:



(Ответ: Нельзя, так как концентрация сурьмы

в молоке составляет 12 мг/кг)
Задача 6
Водоем, в котором разводили товарную рыбу, был загрязнен сточными водами, содержащими 10 кг фтора (Мф ). Можно ли употреблять эту рыбу в пищу, если на каждой ступени пищевой цепи происходит накопление токсичных веществ в 10-кратном размере? Площадь водоема 100 м2 (S), глубина его 10 м (h), ПДК фтора в рыбе 10 мг/кг, плотность воды 1000 кг/м3 (р).

1) определить объем водоема:



2) определить массу загрязненной воды:



3) определить концентрацию фтора в воде:



4) составить схему пищевой цепи и определите концентрацию фтора в рыбе:



(Ответ: Нельзя, так как концентрация фтора

в рыбе составляет 1000 мг/кг).
Упражнение 1

Пользуясь материалами гл. 3 (§ 3.1 и 3.4), заполните таблицу.






Основные загрязнители воды, воздуха, почвы




механические

химические

физические

бактериологические и биологические

Вода













Воздух













Почва














Упражнение 2
В 60—70-е гг. в сельском хозяйстве действовала "схема":


Результаты заставили отказаться от этой схемы. Каковы, на ваш взгляд, эти нежелательные последствия?

Упражнение 3
На схеме показан состав основных загрязнителей, поступающих в окружающую природную среду от животноводческой фермы. Предложите пути обезвреживания или утилизации каждого из них. Внесите ответы в таблицу.


Вид загрязнения

Экологические последствия

Обезвреживание, утилизация











Контрольные вопросы


  1. Система мониторинга в России

  2. Загрязнение окружающей среды, источники

  3. Критерии качества окружающей среды

  4. Загрязнение атмосферы вредными веществами и их влияние

  5. Направления защиты окружающей среды

  6. Очистка дымовых газов

  7. Загрязнение гидросферы, его характеристика

  8. Методы очистки сточных вод

  9. Загрязнение литосферы

10.Основные направления защиты литосферы

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4

Расчет максимальной концентрации вредного вещества в приземном слое от источника горячих выбросов

Состав атмосферы: N2 - 78,08%; 02 - 20,95%; Аг - 0,93%; С02 - 0,03%.

Ежегодно в атмосферу планеты выбрасывается до 25 млрд. т. вредных веществ. В том числе: диоксид серы - 200млн.т. в год, окислы азота – 60 млн.т., окислы углерода - 8 млрд.т.



Оксид серы получается при сжигании топлива, является причиной кислотных осадков. Вызывает заболевания дыхательных путей, гибель растений и животных.

Пыль бывает природная, а также получается при производстве металла, стройматериалов. Затрудняет дыхание и уменьшает прозрачность атмосферы, влияет на климат планеты.

Отходящие дымовые газы подвергаются очистке различными способами:



  • Очистка от пыли (сухая и мокрая).

  • Вредные вещества, находящиеся в газообразном состоянии, очищаются или каталитическими методами, или абсорбцией водой.

  • Очистка газов от СО2, абсорбцией водой;

  • Очистка газов от СО, дожигание на катализаторах;

  • Очистка от N20 И N0, каталитические реакции;

  • N02 И N203, абсорбцией водой.

Рассчитать величину максимальной концентрации вредного вещества у земной поверхности, прилегающей к промышленному предприятию, расположенному на ровной местности, при выбросе из трубы нагретой газовоздушной смеси.

Вариант исходных данных принять по табл. 1.

Таблица 1



Исходные

данные

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Фоновая концентрация вредного вещества в приземном воздухе, , мг/м3

0,02

0,9

0,01

0,01

0,01

1,5

0,01

0,01

0,03

0,6

Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, , г/с

0,8

7,6

0,4

0,2

0,7

7,5

0,3

0,7

0,9

7,6

Объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы, , м3

2,4

2,7

3,1

3,3

2,9

2,4

2,8

2,9

3,2

2,4

Разность между температурой выбрасываемой смеси и температурой окружающего воздуха, оС

12

14

16

18

13

15

17

12

16

14

Высота трубы , м

21

23

25

22

24

21

23

24

25

21

Диаметр устья трубы , м

1,0

0,9

0,8

1,0

0,9

0,8

1,0

0,9

0,8

1,0

Выбрасываемые вредные вещества

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

П р и м е ч а н и е. Цифрами обозначены выбрасываемые вещества: 1 – оксид азота (NO); 2 – оксид углерода (СО); 3 – диоксид азота (NO2); 4 – диоксид серы (SO2).
Указания к решению задачи

1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества,мг/м3, при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника при неблагоприятных метеорологических условиях определить по формуле



где – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе (принять по прил. 1 для региона проживания студента);



– безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для газообразных веществ );

– безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в случае ровной местности );

– безразмерные коэффициенты, вычисляемые согласно п. 2.

2. Для определения необходимо рассчитать:

– среднюю скорость , м/с, выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса

– значения коэффициентов и определить в зависимости от параметров и , м/с:





– коэффициент определить в зависимости от по формуле



– коэффициент определить в зависимости от величины



при



при



при



3. При неблагоприятных метеорологических условиях максимальная приземная концентрация вредных веществ достигается на расстоянии от источника выброса

4. Определить фактическую концентрацию вредного вещества у поверхности земли с учетом фонового загрязнения воздуха.

5. Дать оценку рассчитанного уровня загрязнения воздуха в приземном слое промышленными выбросами путем сравнения со среднесуточной предельно допустимой концентрацией (ПДК) (см. прил. 2).

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5

Расчет предельно допустимого выброса сажи

Состав атмосферы: N2 - 78,08%; 02 - 20,95%; Аг - 0,93%; С02 - 0,03%.

Ежегодно в атмосферу планеты выбрасывается до 25 млрд. т. вредных веществ. В том числе: диоксид серы - 200млн.т. в год, окислы азота – 60 млн.т., окислы углерода - 8 млрд.т. В России ежегодно выбрасывается более 30 млн.т. вредных веществ, на одного жителя - 200 кг/год.



Оксид серы получается при сжигании топлива, является причиной кислотных осадков. Вызывает заболевания дыхательных путей, гибель растений и животных.

Пыль бывает природная, а также получается при производстве металла, стройматериалов. Затрудняет дыхание и уменьшает прозрачность атмосферы, влияет на климат планеты.

Основными направлениями защиты воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами является создание новых безотходных технологий с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья. Многие действующие предприятия используют технологические процессы с открытыми циклами производства. В этом случае отходящие дымовые газы подвергаются очистке различными способами.
Определить величину предельно допустимого выброса (ПДВ) несгоревших мелких частиц топлива (сажи), выбрасываемых в атмосферу из трубы котельной. Рассчитать максимально допустимую концентрацию сажи около устья трубы.

Вариант исходных данных принять по табл. 2.



Таблица 2

Исходные данные

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Фоновая концентрация сажи в приземном воздухе, , мг/м3

0,01

0,008

0,006

0,004

0,01

0,008

0,006

0,005

0,01

0,007

Масса сажи, выбрасываемой в атмосферу, , г/с

2,5

1,8

1,2

2,6

1,4

0,9

1,3

2,7

1,1

1,5

Объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы, , м3

5,2

5,4

5,6

5,8

5,1

5,3

5,5

5,7

5,2

5,4

Разность между температурой выбрасываемой смеси и температурой окружающего воздуха, оС

42

44

50

58

61

53

49

52

54

48

Высота трубы , м

26

18

24

17

15

23

14

27

28

26

Диаметр устья трубы , м

0,9

1,0

0,8

1,1

0,9

0,8

0,7

1,0

1,1

0,9


Указания к решению задачи

1. Предельно допустимый выброс ПДВ, г/с, нагретого вредного вещества из трубы в атмосферу, при котором содержание его в приземном слое не превышает предельно допустимой концентрации (ПДК), определяется по формуле:



где ПДК – максимальная разовая предельно допустимая концентрация, мг/м3, (принимается по прил.2);



– коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для крупнодисперсной пыли );

– параметры, определяемые аналогично предыдущей задаче.

2. Для возможности сравнения с фактической (измеряемой приборами) рассчитать величину максимально допустимой концентрации сажи в выбросах около устья трубы, г/м3:



3. Сравнить ПДВ с заданным выбросом сажи и сделать выводы о возможности работы котельной.



ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6

Расчет основных размеров нефтеловушки и эффективности ее работы

Количество пресной воды на планете около 3%, в том числе 72,2% - льды, 22,4% - грунтовые воды, 0,35% - атмосферные осадки, 5% - стоки рек и озер. Человек потребляет за год около 1т воды для питья.

Объем сточных вод – 60 км /г. Сточные воды состоят из: бытовых сточных вод, промышленных, атмосферных осадков. Сточные воды загрязнены синтетическими моющими средствами, органическими веществами, солями тяжелых металлов и т.д.

Основными видами загрязнения литосферы являются бытовые и промышленные отходы. На одного жителя планеты приходится примерно 1 т. отходов в год. В России количество отходов составляет 300 млн. т. год, более 2т. на жителя.

Определить основные размеры нефтеловушки, используемой в качестве первой ступени очистки воды в оборотной системе водоснабжения промывочно-пропарочной станции, и эффективность ее работы.

Вариант исходных данных принять по табл. 3.



Таблица 3

Исходные данные

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Количество обрабатываемых цистерн в сутки , шт.

100

120

150

200

110

160

210

200

180

170

Расход воды на промывку одной цистерны , м3

15

20

17

16

25

20

15

16

18

21

Скорость движения воды в отстойной зоне нефтеловушки, , м/с

0,005

0,010

0,003

0,008

0,004

0,011

0,006

0,005

0,010

0,007

Глубина проточной части отстойной зоны нефтеловушки, м

2,0

1,9

2,2

3,0

2,4

2,1

1,8

3,1

2,8

2,3

Наименьший размер улавливаемых частиц нефтепродуктов в сточной воде, м

50

60

40

80

50

70

60

70

80

70

Начальная концентрация нефтепродуктов в очищаемой воде г/м3

920

860

780

640

900

1000

550

880

1100

950


  1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал